Wujud Zat 1o2n5k

TUGAS MAKALAH HUBUNGAN FARMASI dengan FISIKA (WUJUD ZAT dan KESETIMBANGAN FASE)

Penyusun: Yasintha Fadiah 201310410311022 UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS ILMU KESEHATAN JURUSAN FARMASI A 2013

PENDAHULUAN Wujud zat di alam ini dapat dikelompokkan menjadi empat, yaitu wujud gas, wujud cair, wujud padat, dan wujud peralihan antara wujud cair dan wujud padat yang dikenal sebagai mesofase atau kristal cair. Dikenal beberapa istilah perubahan dari satu wujud ke wujud yang lain yaitu pelelehan dari padat ke cair, pembekuan dari cair ke padat, penyubliman dari padat ke gas, pengembunan (liquifaction) dari gas ke cair, dan penguapan dari cair menjadi gas. Jika wujud tadi ada bersama-sama membentuk suatu sistem yang stabil (setimbang), maka faktorfaktor yang berpengaruh pada kesetimbangan tadi dapat dipelajari. Dalam bab ini yang akan dipelajari adalah mengenai sifat-sifat khas dari wujud-wujud tadi dan kondisi kesetimbangan fase dalam suatu sistem.

PEMBAHASAN 1.1Wujud Zat MENGEMBUN

GAS

CAIR MENGUAP

PADAT PADAT

MESOFASE

CAIR

1.2Gas Dalam wujud gas partikel-partikelnya bergerak bebas dan acak dengan kecepatan tertentu. Partikel bertumbukan satu sama lain dan juga menumbuk wadahnya sehingga gas tadi memberikan tekanan. Jika ruangannya diperkecil, maka tekanan yang diberikan gas tadi semakin besar (P ∞ V-1), sehingga pada suhu yang konstan berlaku persamaan Boyle PV=K. Pada volume ruang yang konstan maka penambahan suhu akan meningkatkan tekanan (P ∞ T), sehingga P = KT yang disebut dengan persamaan Gay Lussac dan Charles. Jika kedua persamaan itu digabung maka didapat P1V1 P2V2 ——- = ——- = K T1 T2 Harga konstanta itu disebut dengan konstanta gas ideal (R), sehingga persamaannya menjadi PV = RT atau untuk gas sebanyak n mol berlaku persamaan PV = nRT. Persamaan itu disebut persamaan gas ideal (hukum Buole – Gay Lussac dan Charles). Artinya ada kondisi di mana gas tidak ideal. Justru kondisi ini yang ada, sedangkan kondisi ideal itu yang tidak ada, adanya mendekati ideal. Persamaan gas ideal dapat digunakan untuk memprediksi secara kasar berat molekul cairan yang mudah menguap yang disebut dengan metode Regnault dan Victor Meyer. Teori kinetika molekuler: PV=nRT

perlu beberapa asumsi

1. Volume molekul gas diabaikan terhadap volume ruang (tekanan rendah, suhu tinggi) 2. Molekul gas tidak saling beratraksi (tekanan rendah) 3. Gerakan partikel gas random, energi kinetik, E = 3/2 RT 4. Tumbukan lenting sempurna 1.3Wujud Cair Perubahan gas menjadi cair dengan peningkatan tekanan diaplikasikan pada pembuatan sediaan aerosol dengan propelan. Sediaan ini menggunakan pembawa propelan yang berujud gas dalam suhu dan tekanan normal, cair pada suhu rendah atau tekanan tinggi. Produksi sediaan ini dapat dibuat dengan 2 kondisi yaitu produksi pada suhu rendah tekanan normal dan produksi pada suhu normal tekanan tinggi, kedua kondisi memungkinkan propelan berada dalam wujud cair dalam kemasan bertekanan tinggi. Jika digunakan terjadi perubahan wujud propelan menjadi gas, menyembur sambil membawa obat. Cairan mempunyai beberapa sifat spesifik, antara lain: 1. Suhu kritik dan tekanan kritik 2. Tekanan uap kesetimbangan/tekanan uap jenuh/tekanan uap (P), dipengaruhi oleh suhu 3. Panas penguapan molar (∆Hv), bervariasi tergantung suhu, tetapi dianggap sama pada rentang suhu yang sempit 4. Titik didih, dipengaruhi oleh tekanan atmosfir. Jika suatu cairan dibiarkan maka molekul cairan dipermukaan akan terlepas menjadi gas. Semakin lama kecepatan pelepasan tersebut semakin lambat. Secara simultan partikel yang telah terlepas menjadi gas juga mengalami pengembunan. Kecepatan pengembunan semakin lama semakin cepat, tetapi tetap tidak akan melebihi kecepatan penguapan. Pada saat tertentu kecepatan pengembunan sama dengan kecepatan penguapan. Kondisi ini disebut terjadi kesetimbangan antara fase cair dengan fase uapnya. Tekanan yang diberikan oleh uap cairan pada kondisi itu disebut tekanan uap kesetimbangan atau tekanan uap jenuh atau sering

disingkat dengan tekanan uap (P). Semakin tinggi suhu uap cairan pada kondisi kesetimbangan semakin tinggi, sehingga tekanan uap semakin tinggi pula. 1.4Wujud Padat Jika pada wujud gas partikelnya bergerak cepat dan acak dan pada wujud cair partikelnya juga bergerak walaupun lebih lambat, maka pada wujud gas partikel penyusun gas dianggap diam. Ini karena kuatnya ikatan antar partikel penyusun padatan. Padatan diklasifikasikan menjadi dua yaitu padatan amorf (kristal amorf) dan padatan kristal (kristal kristalin). Padatan amorf tidak mempunyai bentuk kristal tertentu sehingga itik leleh tidak tentu. Energi ikat/kisi rendah sehingga kelarutannya tinggi. Obat yang berbentuk amorf lebih disukai karena bioavailabilatasnya lebih baik, misalnya novobiosin amorf lebih cepat diabsorbsi dari pada novobiosin kristal. Padatan kristal mempunyai bentuk tertentu yang teratur. Bagian terkecil penyusun padatan yang masih mempunyai sifat dari padatan tadi disebut unit sel. Beberapa bentuk unit sel telah dikenal misalnya kubik (NaCl), tetragonal (Urea), heksagonal (iodoform), rombik/ortorombic (iodine), monoklin (sukrosa), triklin (asam borak), dan lain – lain. Padatan mempunyai sifat khas tertentu antara lain: 1. Energi kristal/kisi, yaitu energi yang diperlukan untuk mengubah 1 mol padatan menjadi gas yang tersusun dari zarah yang menempati titik kisi. 2. Panas peleburan Molar (∆Hf), yaitu panas yang diperlukan oleh 1 mol padatan untuk melebur 3. Titik lebur (To), yaitu suhu dimana terjadi kesetimbangan antara padatan dan cairan, dipengaruhi oleh tekanan atmosfer 1.5Wujud Mesofase Wujud mesofase adalah peralihan antara wujud padat dengan wujud cair, sehingga disebut kristal cair. Jika pada cairan gerakan molekul bebas dan dapat berputar pada 3 sumbunya dan pada padatan molekul tidak bergerak maka pada mesofase molekul bergerak dan berputar tapi terbatas. Berdasarkan gerakan tadi ada dua macam kristal cair yaitu tipe SMEKTIK, yang mempunyai gerakan

molekul dua arah dan berputar pada satu sumbu dan tipe NEMATIK, yang mempunyai garakan molekul tiga arah dan berputar pada 1 sumbu. Berdasarkan proses pembentukan kristal cair ada dua macam kristal cair yaitu Kristal cair thermotropik, yang didapat dengan pemanasan padatan, misalnya pemanasan kholesterol benzoat pd 145oC, senyawa ini menjadi cairan pada 179oC dan Kristal cair liotropik, yang didapat dengan penambahan solven dalam padatan tertentu, misalnya campuran trietanolamin dan asam oleat. Dalam tubuh manusia banyak sekali kristal cair misalnya jaringan otak, pembuluh darah, usus, dan syaraf. Bentuk sediaan semi padat biasanya juga bersifat kristal cair. 1.6Kesetimbangan Fase Fase adalah bagian dari sistem yang dengan jelas secara fisik terpisah dari bagian yang lain. Jika fase telah mengalami kesetimbangan maka besaran – besaran yang ada dalam sistem tersebut sudah berada dalam keadaan yang konstan. Kita perlu menyatakan sejumlah besaran intensif supaya sistem tersebut bisa ditiru dengan pasti. Jumlah besaran intensif minimal yang diperlukan ini disebut jumlah derajat bebas. J Williard Gibss telah membuat suatu persamaan untuk menghitung jumlah minimal ini. F=C–P+2 F : jumlah derajat bebas (degree of Freedom C : jumlah komponen (Components) P : julah fase (Phase) C adalah jumlah item komponen yang menyusun semua fase. Biasanya adalah jumlah item molekul penyusun sistem, walaupun sebenarnya bisa juga komponen tersebut berupa kesetimbangan dari beberapa senyawa. P adalah jumlah fase. Contoh dari penggunaan fase tersebut adalah sebagai berikut: 1. Air membentuk kesetimbangan dengan uapnya, maka ada satu komponen yaitu air (H2O), ada dua fase yaitu air cair dan uap air, sehingga

F = 1-2+2 = 1 artinya pada system tersebut supaya bisa ditiru dengan pasti perlu disebutkan satu besaran intensifnya. Beberapa besaran intensif yang ada di sini misalnya suhu, tekanan uap, viskositas, massa jenis, dan lainlain. Jika kita menyebut satu saja, misalnya suhunya 100 o C, maka otomatis yang lain mengikuti, misalnya tekanan aupnya 1 atm, viscositas dan densitasnya sudah ada data yang pasti. 2. Campuran air dan eter membentuk kesetimbangan dengan uapnya, maka F = 2-3+2 =1, dua komponen yaitu air dan eter, tiga fase yaitu cairan air yang jenuh dengan eter, eter yang jenuh air, dan uap air dan uap eter yang bisa campur dalam segala perbandingan. Artinya kita cukup menyatakan satu besaran intensif untuk menggambarkan system itu secara pasti, misalnya kita menyebut suhu, maka besaran intensif yang lain sudah pasti nilainya misalnya tekanan uap jenuh kedua uap. Dengan menyebut suhu saja maka sudah pasti konsentrasi air dalam eter maupun konsentrasi eter dalam air, yaitu sebesar kelarutannya masing-masing pada suhu tersebut.

PENUTUP A. Kesimpulan Pada kesetimbangan fase terdapat banyak kaitan terhadap ilmu fisika, terutama perubahan wujud zat. Perubahan wujud zat merupakan sifat fisika. Dimana pengertian perubahan wujud zat adalah perubahan termodinamika dari satu fase benda ke keadaan wujud zat yang lain. Perubahan wujud zat ini bisa terjadi karena peristiwa pelepasan dan penyerapan kalor. Perubahan wujud zat terjadi ketika titik tertentu tercapai oleh atom/senyawa zat tersebut yang biasanya dikuantitaskan dalam angka suhu. Semisal air untuk menjadi padat harus mencapai titik bekunya dan air menjadi gas harus mencapai titik didihnya. Dengan demikian, perubahan wujud zat sangat berpengaruh terhadap kesetimbangan fase. B. Saran Kami sangat mengharapkan agar ibu dosen akan membahas lebih jauh penerapan serta kaitan ilmu fisika dalam dunia farmasi sehingga kami semakin mengerti konsep dasar farmasi. Dan dari pembaca yang memiliki informasi lain tentang fisika farmasi ini, juga diharapkan bisa saling berbagi guna menambah pemahaman tentang penemuan fisika farmasi.

DAFTAR PUSTAKA http://id.wikipedia.org/wiki/Perubahan_wujud_zat http://anthymylovely.wordpress.com/2012/04/24/farmasi-fisika-1/ Martin A, Bustamante P, Chun AHC, 1993, Physical Pharmacy, ed 4th Ed, Lea and Febiger, Philadelphia.